一套基于ZigBee的室內(nèi)智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　終端控制模塊包括繼電器模塊和PWM 模塊。繼電器模塊利用三極管來(lái)放大驅(qū)動(dòng)能力，通過(guò)CC2530上的IO 口輸出高低電平來(lái)控制繼電器開(kāi)合或者斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 的開(kāi)關(guān)。PWM 模塊可以控制LED 燈的亮度，CC2530 芯片可以輸出頻率為200 Hz，占空比可以從1%～100%的可調(diào)的PWM波。

　　無(wú)線遙控模塊是基于終端控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的，它可自動(dòng)搜尋ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，并加入到網(wǎng)絡(luò)中建立通信關(guān)系，使自己成為其中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)整個(gè)照明系統(tǒng)進(jìn)行遙控。遙控節(jié)點(diǎn)模塊由PIC16F886 單片機(jī)讀取4×4 鍵盤的值，通過(guò)串口發(fā)送給CC2530+CC2591 模塊，然后發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器發(fā)給需要控制的燈的節(jié)點(diǎn)。

　　4 軟件設(shè)計(jì)

　　軟件設(shè)計(jì)包括上位機(jī)的設(shè)計(jì)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)。下位機(jī)又包括協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計(jì)和終端節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)。

　　界面包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)燈的狀態(tài)顯示，用戶的控制操作。控制操作包括5 種模式：整幢樓同時(shí)開(kāi)關(guān)，整層樓同時(shí)開(kāi)關(guān)，整個(gè)房間同時(shí)開(kāi)關(guān)，單個(gè)燈的開(kāi)關(guān)，單個(gè)燈的PWM 控制。界面設(shè)計(jì)的流程如圖4 所示，圖5 所示則是上位機(jī)的界面圖。

　　本系統(tǒng)中協(xié)調(diào)器的兩大主要功能是建立網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。ZigBee 協(xié)調(diào)器主要負(fù)責(zé)建立ZigBee 網(wǎng)絡(luò)、分配網(wǎng)絡(luò)地址和維護(hù)綁定列表。協(xié)調(diào)器通過(guò)掃描一個(gè)空閑信道來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，維護(hù)一個(gè)目前連接設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)列表，支持獨(dú)立掃描程序來(lái)確保以前的連接設(shè)備能夠重新加入網(wǎng)絡(luò)。輪詢程序一直掃面串口函數(shù)，當(dāng)串口有數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)來(lái)時(shí)，先判斷是控制指令還是數(shù)據(jù)接收指令。如果是控制指令，則發(fā)送給指定的終端節(jié)點(diǎn);如果是數(shù)據(jù)接收指令，則將數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)界面。

　　協(xié)調(diào)器的軟件流程圖如圖6 所示。

　　終端節(jié)點(diǎn)的任務(wù)主要是接收來(lái)自協(xié)調(diào)器的指令，并根據(jù)這些指令執(zhí)行相關(guān)的操作。它會(huì)一直采樣光強(qiáng)值，并能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)光強(qiáng)值，改變輸出PWM 值，每次改變都會(huì)反饋給上位機(jī)。終端節(jié)點(diǎn)會(huì)采樣電池的電壓，當(dāng)電壓低于2.2 V 時(shí)，發(fā)送消息給上位機(jī)界面，提醒用戶更換電池。終端節(jié)點(diǎn)的軟件流程圖如圖7 所示。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　本文利用ZigBee 技術(shù)設(shè)計(jì)的室內(nèi)照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了燈光的單控、組控、全控和自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高了照明系統(tǒng)的智能化，大大降低了照明的能耗。測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定，運(yùn)行效果良好，具有很好的發(fā)展前景。